风电机组基本载荷分析与计算方法
1、风电机组的载荷分类和来源
静态负载：所谓静态负载，指的是风电机组在不转动的情况下，施加在其结构上各个部件的负载。
稳态负载：即在风电机组结构转动且其运动结构的负载不变的情况下，施加于其结构上各个部件的负载。
周期载荷：指在具有一定规则的周期变化中，叶片的转动引起的机动性组各结构部件的负载，由此可知，负载变化周期与风轮的转速变化之间的关系是呈整数倍变化的，由于风电机组有3个叶片，因此周期负载也体现了3倍。
瞬载、动负载、动力冲击：这是机组部件表现出的对瞬时外界负载的瞬态响应时变负载，驱动链刹车就是比较典型的情况。
脉动载荷：短周期内的是变负载，可以出现极大的尖峰值。
随机负载：即在风电机组上产生的随机性的时变负载，一般可保持相对稳定的平均值，但振幅很大。
谐振诱导负载：对风电机组的固有频率动态谐振响应形成的周期负载，主要由机组的设计不合理或在恶劣情况下运行而产生。
2、载荷源
一般情况下，兆瓦级风电机的叶片为截面内外翼型曲线的内部空心加肋架构，风是风力发电机组的主要载荷源，而自然界的风是多变的，尤其是风速对于风电机组的叶片载荷状态频率有决定性的作用，因此需要对机组所在场地的风速风布情况进行计算，相关公式为：
表示平均风速离地面高度为Z时的变化函数，结合正常风廓线幂定律给出公式：
该公式可以确定垂直方向穿过风轮扫掠面积的平均风切度。
自然风的风速变化具有随机性的特点，不可能永远保持10min的平均风速，这一现象被称为“风湍流”。风电机组的湍流模型构建即包括了风速、风向的变化，以及循环抽样的影响，相关模型的构建必须满足以下条件：
纵向风速分量标准差的特性值公式为：
湍流纵向分量在接近惯性负区的高频尾端时，其功主谱密度应为渐进形式：
3、载荷的简单计算
在兆瓦级风电机组中，永磁直驱机的机械结构相对比较简单，通过轮毂刚性连接3个叶片，并保持风轮的较小的仰角和不超过3°的锥角。当基本形体确定时，就可以进行载荷计算校核了。如图1所示。
在以上叶片坐标系图中，FZB表示沿径向叶片变桨距轴线方向的离心力与重力的合力；表示叶片气动转矩和叶片质量引起的离心力合力矩。
FXB表示叶根的剪切力；MXB表示叶片在运转过程中的驱动力和停止运转时的惯性力矩。
FYB表示与主轴和叶片轴垂直的剪切力；MYB表示顺风方向叶片的弯矩。
